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內(nèi)容簡介

　　《同態(tài)密碼學(xué)原理及算法》從起源、原理、應(yīng)用、實現(xiàn)等多個角度全方位介紹了同態(tài)加密技術(shù)，內(nèi)容涵蓋密碼學(xué)基礎(chǔ)、同態(tài)加密技術(shù)的基本概念、半同態(tài)加密算法、部分同態(tài)加密算法、全同態(tài)加密算法，以及同態(tài)加密的編程實踐。在理論的講解中，注重同態(tài)加密背后的思想，幫助讀者更好地理解“同態(tài)”性；編程實踐涵蓋了目前較為流行的幾個同態(tài)密碼庫，包括Charm-crypto、HElib、SEAL、TFHE，讀者可以根據(jù)內(nèi)容編寫一遍代碼，進(jìn)一步掌握同態(tài)加密。《同態(tài)密碼學(xué)原理及算法》適用于對同態(tài)密碼學(xué)感興趣的計算機(jī)技術(shù)、信息安全領(lǐng)域從業(yè)人員，以及相關(guān)院校的高年級本科生和研究生閱讀學(xué)習(xí)。

作者簡介

　　鐘焰濤，博士，深圳市領(lǐng)軍人才，高級工程師，獲深圳市科技進(jìn)步一等獎。主持及參與國家自然科學(xué)基金、國家973計劃重大專項等科研項目10余項，發(fā)表密碼學(xué)領(lǐng)域科研論文20余篇，在同態(tài)密碼學(xué)研究和應(yīng)用領(lǐng)域經(jīng)驗豐富。蔣琳，博士，副教授，博導(dǎo)，深圳市高層次人才，獲深圳市科技進(jìn)步獎。主持國家自然科學(xué)基金（面上、青年、專項）、港澳與內(nèi)地高等學(xué)校師生交流計劃項目、廣東省自然科學(xué)基金（面上）、深圳市基礎(chǔ)研究項目各1項。共發(fā)表學(xué)術(shù)期刊論文28篇，會議論文43篇。方俊彬，博士，教授，博導(dǎo)，獲廣東省青年五四獎?wù)?、廣東省青年教師教學(xué)大賽一等獎。已發(fā)表學(xué)術(shù)論文80余篇，授權(quán)專利13項；主持國家自然科學(xué)基金兩項、國家重點研發(fā)計劃子課題1項、省部級課題5項，作為主要技術(shù)負(fù)責(zé)人（前四）參與省部級以上重大項目6項。彭泉，中國首批黑客，深圳市安絡(luò)科技有限公司創(chuàng)始人，獨立安全顧問。國家重大活動網(wǎng)絡(luò)安全保衛(wèi)先進(jìn)個人，國家軌道交通工控安全重點實驗室專家，中國制造2025工控安全應(yīng)用項目負(fù)責(zé)人，中科院區(qū)塊鏈技術(shù)專家。

圖書目錄

第1章密碼學(xué)基本概念
1.1 古典密碼學(xué)
1.1.1 手工古典密碼
1.1.2 二戰(zhàn)中的密碼學(xué)
1.2 現(xiàn)代密碼學(xué)
1.2.1 現(xiàn)代密碼學(xué)的特點
1.2.2 對稱加密
1.2.3 公鑰密碼：密碼學(xué)歷史上偉大的發(fā)明
1.2.4 密碼學(xué)哈希
1.2.5 消息認(rèn)證碼
1.2.6 數(shù)字簽名：替代手寫簽名
1.3 密碼學(xué)新方向/應(yīng)用
1.3.1 人工智能與密碼學(xué)
1.3.2 云計算與密碼學(xué)
1.3.3 區(qū)塊鏈與密碼學(xué)
第2章同態(tài)加密
2.1 同態(tài)加密概述
2.1.1 同態(tài)加密的起源及發(fā)展歷史
2.1.2 同態(tài)加密的優(yōu)勢：隱私計算的終方法
2.1.3 同態(tài)加密的近期發(fā)展
2.1.4 同態(tài)加密的標(biāo)準(zhǔn)化
2.2 電路加密
2.2.1 為什么用電路來表示
2.2.2 布爾電路：數(shù)理邏輯的玩具
2.2.3 用電路表示算法
2.2.4 同態(tài)加密中的電路
2.3 同態(tài)加密的分類
2.3.1 半同態(tài)加密
2.3.2 部分同態(tài)加密
2.3.3 全同態(tài)加密
2.3.4 如何構(gòu)造全同態(tài)加密
2.4 同態(tài)加密在云計算中的應(yīng)用
第3章傳統(tǒng)半同態(tài)加密算法
3.1 RSA加密算法
3.1.1 整數(shù)模運算
3.1.2 大整數(shù)質(zhì)因數(shù)分解問題
3.1.3 算法描述與實現(xiàn)
3.1.4 RSA算法乘法同態(tài)性
3.2 Rabin加密算法
3.2.1 算法描述與實例
3.2.2 Rabin算法乘法同態(tài)性
3.3 ElGamal加密算法
3.3.1 離散對數(shù)問題
3.3.3 算法描述與實例
3.3.3 ElGamal算法加法同態(tài)性
3.4 Paillier加密算法
3.2.1 合數(shù)剩余假設(shè)問題
3.2.2 算法描述與實例
3.2.3 Paillier算法加法同態(tài)性
第4章全同態(tài)加密算法
4.1 算法思想
4.1.1電路自舉
4.1.2 密碼電路改進(jìn)
4.2 BGV全同態(tài)加密算法
4.2.1 理想格
4.2.2 部分同態(tài)加密
4.2.3 密鑰切換
4.2.4 模切換
4.2.5 FHE算法描述
4.2.6 Python的Sympy模塊
4.2.7 算法實現(xiàn)
4.3 整數(shù)上的全同態(tài)加密算法
4.3.1 近似大公因子問題
4.3.2 整數(shù)上部分同態(tài)加密
4.3.3 DGHV全同態(tài)加密算法
4.3.4 Gmpy2庫
4.3.5 算法實現(xiàn)
4.3.6 對DGHV算法的改進(jìn)
4.4 浮點數(shù)全同態(tài)加密算法
4.4.1 CKKS算法的設(shè)計思想
4.4.2 編碼解碼過程
4.4.3 算法的通用描述
4.4.4 基于RLWE的具體實現(xiàn)
4.5 同態(tài)加密在大數(shù)據(jù)中的應(yīng)用
4.6 同態(tài)加密在區(qū)塊鏈中的應(yīng)用
4.6.1 區(qū)塊鏈發(fā)展情況
4.6.2 區(qū)塊鏈技術(shù)架構(gòu)
4.6.3 同態(tài)加密賦能區(qū)塊鏈
第5章部分同態(tài)加密算法
5.1 部分同態(tài)加密算法的意義
5.2 一個部分同態(tài)加密算法
5.2.1 算法描述
5.2.2 技術(shù)細(xì)節(jié)解釋
5.2.3 算法分析
5.2.4 Python的NumPy模塊
5.2.5 算法實現(xiàn)
5.3 同態(tài)加密在人工智能中的應(yīng)用
5.3.1 人工智能進(jìn)展
5.3.2 人工智能面臨的隱私保護(hù)挑戰(zhàn)
5.3.3 聯(lián)邦學(xué)習(xí)及同態(tài)加密應(yīng)用
第6章同態(tài)加密編程實戰(zhàn)
6.1 基于Charm-crypto庫的BCP算法
6.1.1 Charm-crypto庫介紹
6.1.2 Charm庫的安裝和配置
6.1.3 Paillier半同態(tài)加密算法原理
6.1.4 基于Charm-crypto庫的SVM應(yīng)用實現(xiàn)
6.2 基于Helib庫的同態(tài)加密
6.2.1 Helib庫介紹
6.2.2 Helib庫的安裝和配置
6.2.3 BGV全同態(tài)加密算法原理
6.2.4 基于Helib庫的多項式運算實現(xiàn)
6.3 基于SEAL庫的同態(tài)加密
6.3.1 SEAL庫介紹
6.3.2 SEAL庫的安裝與配置
6.3.3 FV全同態(tài)加密算法原理
6.3.4 基于SEAL庫的矩陣運算實現(xiàn)
6.3.5 基于SEAL庫的密文多項式運算實現(xiàn)
6.4 基于TFHE庫的同態(tài)加密
6.4.1 TFHE庫的安裝和配置
6.4.2 TFHE全同態(tài)加密算法原理
6.4.3 基于TFHE庫的比較器實現(xiàn)
6.4.4 基于TFHE庫的加法器實現(xiàn)
附錄
附錄A 數(shù)學(xué)基礎(chǔ)
參考文獻(xiàn)